Khi bạn đang viết một bản phác thảo điển hình, bạn thường dựa vào loop()việc được gọi nhiều lần miễn là Arduino đang chạy. Di chuyển vào và ra khỏi loop()chức năng phải giới thiệu một chi phí nhỏ.
Để tránh điều đó, có lẽ bạn có thể tạo vòng lặp vô hạn của riêng mình, như thế này:
void loop()
{
while (true)
{
// do stuff...
}
}
Đó có phải là một cách khả thi để cải thiện hiệu suất? Nó sẽ gây ra vấn đề khác nếu loop()không bao giờ trở lại?
Câu trả lời:
Phần mã trên lõi ATmega có thiết lập () và loop () như sau:
#include <Arduino.h>
int main(void)
{
init();
#if defined(USBCON)
USBDevice.attach();
#endif
setup();
for (;;) {
loop();
if (serialEventRun) serialEventRun();
}
return 0;
}
Khá đơn giản, nhưng có chi phí hoạt động của serialEventRun (); trong đó.
Hãy so sánh hai bản phác thảo đơn giản:
void setup()
{
}
volatile uint8_t x;
void loop()
{
x = 1;
}
và
void setup()
{
}
volatile uint8_t x;
void loop()
{
while(true)
{
x = 1;
}
}
X và dễ bay hơi chỉ để đảm bảo nó không được tối ưu hóa.
Trong ASM được sản xuất, bạn nhận được các kết quả khác nhau:
Bạn có thể thấy while (true) chỉ thực hiện rjmp (nhảy tương đối) một vài hướng dẫn, trong khi loop () thực hiện phép trừ, so sánh và gọi. Đây là 4 hướng dẫn vs 1 hướng dẫn.
Để tạo ASM như trên, bạn cần sử dụng một công cụ có tên avr-objdump. Điều này được bao gồm với avr-gcc. Vị trí khác nhau tùy thuộc vào hệ điều hành nên dễ dàng nhất để tìm kiếm theo tên.
avr-objdump có thể hoạt động trên các tệp .hex, nhưng những tệp này thiếu nguồn gốc và nhận xét. Nếu bạn vừa xây dựng mã, bạn sẽ có tệp .elf chứa dữ liệu này. Một lần nữa, vị trí của các tệp này thay đổi theo HĐH - cách dễ nhất để xác định vị trí của chúng là bật tính năng biên dịch dài dòng trong các tùy chọn và xem nơi các tệp đầu ra đang được lưu trữ.
Chạy lệnh như sau:
avr-objdump -S output.elf> asm.txt
Và kiểm tra đầu ra trong một trình soạn thảo văn bản.
main.cđược sử dụng bởi Arduino IDE. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là thư viện Phần cứng được đưa vào bản phác thảo của bạn; thực sự nó không được bao gồm nếu bạn không sử dụng nó (đó là lý do có if (serialEventRun)trong main()chức năng Nếu bạn không sử dụng HardwareSerial thư viện sau đó. serialEventRunsẽ được null, vì thế không có cuộc gọi.
Câu trả lời của Cyberg Ribbon mô tả khá độc đáo việc tạo mã lắp ráp và sự khác biệt giữa hai kỹ thuật. Đây được dự định là một câu trả lời bổ sung xem xét vấn đề về sự khác biệt thực tế , nghĩa là cách tiếp cận sẽ tạo ra bao nhiêu sự khác biệt về thời gian thực hiện .
Tôi đã làm một phân tích liên quan đến các biến thể sau đây:
void loop()(được nội tuyến biên dịch)void loop()(sử dụng __attribute__ ((noinline)))while(1)(được tối ưu hóa)while(1)(bằng cách thêm __asm__ __volatile__("");. Đây là nophướng dẫn ngăn tối ưu hóa vòng lặp mà không dẫn đến chi phí bổ sung của một volatilebiến)void loop()kết với tối ưu hóawhile(1)void loop()kết với không được tối ưu hóawhile(1)Các bản phác thảo có thể được tìm thấy ở đây .
Tôi đã chạy từng bản phác thảo này trong 30 giây, qua đó tích lũy 300 điểm dữ liệu mỗi bản . Có một delaycuộc gọi 100 mili giây trong mỗi vòng lặp (không có điều gì xấu xảy ra ).
Sau đó, tôi đã tính thời gian thực hiện trung bình của mỗi vòng lặp, trừ 100 mili giây từ mỗi vòng và sau đó vẽ kết quả.
http://raw2.github.com/AsheeshR/Arduino-Loop-Analysis/master/Fftime/timeplot.png
while(1)vòng lặp không được tối ưu hóa bên trong void loopnhanh hơn trình biên dịch được tối ưu hóa void loop.avr-gccvà sử dụng các cờ tối ưu hóa của riêng bạn thay vì phụ thuộc vào Arduino IDE để giúp bạn với nó (nếu bạn cần tối ưu hóa micro giây).
LƯU Ý: Các giá trị thời gian thực tế không có ý nghĩa ở đây, sự khác biệt giữa chúng là. Các ~ 90 micro giây của thời gian thực hiện bao gồm một cuộc gọi đến Serial.println, microsvà delay.
CHÚ THÍCH 2: Điều này đã được thực hiện bằng cách sử dụng Arduino IDE và các trình biên dịch mặc định mà nó cung cấp.
CHÚ THÍCH 3: Phân tích (cốt truyện và tính toán) được thực hiện bằng R.